I løpet av de siste tiårene har tusenvis av eksoplaneter blitt oppdaget i nabostjernersystemer. Fra 1. oktober 2017 var det faktisk 3 671 exoplaneter er bekreftet i 2,751 systemer, hvor 616 systemer har mer enn en planet. Dessverre er de aller fleste av disse blitt oppdaget ved hjelp av indirekte midler, alt fra gravitasjonsmikrolensering til transittfotometri og radialhastighetsmetoden.
Dessuten har vi ikke klart å studere disse planetene på nært hold fordi de nødvendige instrumentene ennå ikke eksisterer. Project Blue, et konsortium av forskere, universiteter og institusjoner, ønsker å endre det. Nylig lanserte de en crowdfunding-kampanje gjennom Indiegogo for å finansiere utviklingen av et romteleskop som skal begynne å lete etter eksoplaneter i Alpha Centauri-systemet innen 2021.
I tillegg til sine kommersielle og akademiske partnere er Project Blue en samarbeidsinnsats mellom BoldlyGo Institute, Mission Centaur, SETI Institute og University of Massachusetts Lowell. Det styres av en rådgivende komité for vitenskap og teknologi (STAC) sammensatt av eksperter innen vitenskap og teknologi som er dedikert til romutforskning og leting etter livet i vårt univers.
For å oppnå deres mål om å direkte studere eksoplaneter, søker Project Blue å utnytte nyere endringer i romutforskning, som inkluderer forbedrede instrumenter og metodikk, hastigheten som eksoplaneten har blitt oppdaget de siste årene, og økt samarbeid mellom privat og offentlig sektor. Som SETI Institute President and CEO Bill Diamond forklarte i en fersk SETI pressemelding:
Project Blue bygger på nyere forskning for å vise at Jorden ikke er alene i kosmos som en planet som er i stand til å støtte livet, og ville det ikke være fantastisk å se en slik planet i vårt nærmeste nabostjernersystem? Dette er den grunnleggende grunnen til at vi søker. "
Som nevnt ble praktisk talt alle funn av eksoplanett gjort i løpet av de siste tiårene gjort med indirekte metoder - hvorav den mest populære er Transit Photometery. Denne metoden er hva Kepler og K2 oppdrag som ble avhengig av for å oppdage totalt 5 017 exoplanet-kandidater og bekrefte eksistensen av 2.470 eksoplaneter (hvorav 30 ble funnet å bane i stjernens beboelige sone).
Denne metoden består av astronomer som overvåker fjerne stjerner for periodiske fall i lysstyrken, som er forårsaket av en planet som transiterer foran stjernen. Ved å måle disse dyppene, er forskere i stand til å bestemme størrelsen på planetene i det systemet. En annen populær teknikk er Radial Velocity (eller Doppler) -metoden, som måler endringer i en stjerners posisjon i forhold til observatøren for å bestemme hvor massivt systemet med planeter er.
Disse og andre metoder (alene eller i kombinasjon) har gjort det mulig for de mange funn som er blitt gjort. Men så langt har ingen eksoplaneter blitt direkte avbildet, noe som skyldes den kansellerende effekten stjernene har på optiske instrumenter. I utgangspunktet har astronomer ikke klart å se lyset som reflekteres fra en eksoplanets atmosfære fordi lyset fra stjernen er opptil ti milliarder ganger lysere.
Utfordringen har dermed blitt hvordan man skal gå fram for å blokkere dette lyset slik at planetene i seg selv kan bli synlige. En foreslått løsning på dette problemet er NASAs Starshade-konsept, en gigantisk romstruktur som vil bli distribuert i bane langs et romteleskop (mest sannsynlig James Webb romteleskop). En gang i bane, ville denne strukturen distribuere blomsterformede folier for å blokkere gjenskinn fra fjerne stjerner, og dermed la JWST og andre instrumenter til å avbilde eksoplaneter direkte.
Men siden Alpha Centauri er et binært system (eller trinært, hvis du teller Proxima Centauri), er det enda mer komplisert å kunne avbilde noen planeter rundt dem. For å løse dette har Project Blue utviklet planer for et teleskop som vil være i stand til å undertrykke lys fra både Alpha Centauri A og B, samtidig som de tar bilder av alle planeter som går i bane rundt dem. Det er det spesialiserte stjernelysdempingssystemet som består av tre komponenter.
For det første er det avsnittet, et instrument som vil stole på flere teknikker for å blokkere stjernelys. For det andre er det deformerbare speil, lavbestilte bølgefrontsensorer og programvarekontrollalgoritmer som vil manipulere innkommende lys. Til sist er det etterbehandlingsmetoden kjent som Orbital Differntial Imaging (ODI), som vil tillate forsker fra Blue Blue å styrke kontrasten til bildene som er tatt.
Gitt sin nærhet til Jorden, er Alpha Centauri-systemet det naturlige valget for å gjennomføre et slikt prosjekt. Tilbake i 2012 ble en eksoplanettkandidat - Alpha Centauri Bb - kunngjort. I 2015 indikerte imidlertid ytterligere analyse at signalet som ble oppdaget var en gjenstand i dataene. I mars 2015 ble en annen mulig eksoplanett (Alpha Centauri Bc) kunngjort, men dens eksistens har også blitt stilt spørsmål ved.
Med et instrument som er i stand til direkte avbildning av dette systemet, kunne eksistensen av eksoplaneter endelig bekreftes (eller utelukkes). Som Franck Marchis - Senior Planetary Astronomer ved SETI Institute og Project Blue Science Operation Lead - sa om prosjektet:
Project Blue er et ambisiøst romoppdrag, designet for å svare på et grunnleggende spørsmål, men overraskende nok er teknologien for å samle et bilde av en "Pale Blue Dot" rundt Alpha Centauri-stjerner. Teknologien som vi vil bruke for å nå for å oppdage en planet som er 1 til 10 milliarder ganger svakere enn stjernen, har blitt testet mye i laboratoriet, og vi er nå klare til å designe et romteleskop med dette instrumentet. ”
Hvis Project Blue oppfyller sine crowdfunding-mål, har organisasjonen tenkt å distribuere teleskopet i Near-Earth Orbit (NEO) innen 2021. Teleskopet vil deretter bruke de neste to årene på å observere Alpha Centauri-systemet med sitt korongrafiske kamera. Alt sammen fortalt, mellom utviklingen av instrumentet og slutten av observasjonskampanjen, vil oppdraget vare seks år, et relativt kort løp for et astronomisk oppdrag.
Imidlertid ville den potensielle utbetalingen for dette oppdraget være utrolig dyptgripende. Ved å direkte avbilde en annen planet i det nærmeste stjernesystemet til vår egen, kunne Project Blue samle viktige data som skulle indikere om noen planeter der er beboelige. I årevis har astronomer forsøkt å lære mer om eksoplanetenes potensielle brukbarhet ved å undersøke spektraldataene som produseres av lys som passerer gjennom atmosfærene.
Imidlertid har denne prosessen blitt begrenset til massive gassgiganter som går i bane rundt foreldrenes stjerner (dvs. "Super-Jupiters"). Selv om forskjellige modeller har blitt foreslått for å plassere begrensninger i atmosfærene til steinete planeter som går i bane innenfor en stjerners beboelige sone, er ingen blitt studert direkte. Derfor, hvis det skulle vise seg å være vellykket, ville Project Blue gi rom for noen av de største vitenskapelige funnene i historien.
Dessuten vil det gi informasjon som kan komme langt i retning av å informere et fremtidig oppdrag til Alpha Centauri, for eksempel Breakthrough Starshot. Dette foreslåtte oppdraget krever bruk av et stort laseroppsett for å drive et lysseildrevet nanokraft opp til relativistiske hastigheter (20% lysets hastighet). Med denne hastigheten ville fartøyet nå Alpha Centauri innen 20 år og kunne overføre data tilbake ved hjelp av en serie bittesmå kameraer, sensorer og antenner.
Som navnet antyder, håper Project Blue å fange de første bildene av en "blek blå prikk" som går i bane rundt en annen stjerne. Dette er en referanse til fotografiet av Jorden som ble tatt av Voyager 1 sonden 19. februar 1990, etter at sonden avsluttet sitt primære oppdrag og var klar til å forlate solsystemet. Bildene ble tatt på forespørsel fra den berømte astronomen og vitenskapskommunikatoren Carl Sagan.
Når han så på fotografiene, sa Sagan berømt: “Se igjen på den prikken. Det er her. Det er hjemme. Det er oss. På den alle du elsker, alle du kjenner, alle du noen gang har hørt om, hvert menneske som noen gang var, levde livene sine. ” Deretter kom navnet "Pale Blue Dot" til å være synonymt med Jorden og fange følelsen av ærefrykt og undring over at Reise 1 fotografier fremkalt.
Nylig har andre “Pale Blue Dot” -foto blitt snappet av oppdrag som Cassini orbiter. Mens jeg fotograferte Saturn og ringenesystemet sommeren 2013, Cassini klarte å fange bilder som viste Jorden i bakgrunnen. Gitt avstanden dukket Jorden nok en gang opp som et lite lyspunkt mot verdensrommet.
Utover å stole på crowdfunding og deltakelse fra flere ideelle organisasjoner, forsøker dette lavprisoppdraget også å utnytte en voksende trend innen romutforskning, - som er åpen deltakelse og samarbeid mellom vitenskapelige institusjoner og innbyggerforskere. Dette er et av hovedformålene bak Project Blue, som er å engasjere publikum og utdanne dem om viktigheten av romutforskning.
Som Jon Morse, administrerende direktør for BoldlyGo Institute, forklarte:
”Fremtiden for romutforskning har et ubegrenset potensial for å svare på dype spørsmål om vår eksistens og skjebne. Rombasert vitenskap er en hjørnestein for å undersøke slike spørsmål. Project Blue søker å engasjere et globalt samfunn i et oppdrag for å søke etter beboelige planeter og liv utenfor jorden. ”
Fra og med denne artikkelen har Project Blue klart å skaffe $ 125.561 USD for deres mål på $ 175.000. For de som er interessante i å støtte dette prosjektet, vil Project Blues Indiegogo-kampanje forbli åpen i ytterligere 11 dager. Og husk også å sjekke kampanjevideoen deres:
